换向器马达的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种换向器马达，其具有换向器（270），所述换向器具有位于与配属的电刷（250，290）滑动接触的集电器工作面（289）上的集电器（280），其中至少一个电刷（250）布置在配属的电刷支架（220）中，所述电刷支架（220）具有至少一个沿所述集电器（280）的径向定向的导向接片（231，237），所述导向接片啮合到至少一个设置在至少一个电刷（250）上的导向槽（252，254）中。
【专利说明】换向器马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有换向器的换向器马达，所述换向器具有位于与配属的电刷滑动接触的集电器工作面上的集电器，其中至少一个电刷布置在配属的电刷支架中。
【背景技术】
[0002]有现有技术中已知这种换向器马达，所述换向器马达具有构造用于换向的换向器。所述换向器具有位于与配属的电刷滑动接触的集电器工作面上的集电器，所述集电器设置在换向器马达的转子上。通过在配属的电刷支架中以预先设定的电刷角度相对于彼此布置的电刷、例如碳刷，以及通过集电器将对于运行必需的马达电流被输送给换向器马达。在这种换向器马达进行换向时产生所谓的“电流波(Stromrippel) ”，所述电流波可用于确定转子的相应的旋转位置。
[0003]在现有技术中不利的是,所述电刷支架构造为矩形的碳筒(kohlekocher),所述碳筒具有从碳刷到集电器的配属的电动电刷覆盖面的、相对较大的公差，其中碳刷的精确而稳定的引导仅仅在被限定的情况下是可能的，从而通过换向产生的电流波信号仅仅具有限定的稳固性。所述被限定的稳固性此外在碳刷的使用寿命中被进一步降低，从而分别在换向器马达运行中产生的电流波信号仅仅在被限定的情况下可用于精确地确定转子的旋转位置。
【发明内容】
[0004]本发明的目的因此在于提供一种新的换向器马达，在所述换向器马达中通过在电刷支架中的电刷的改进的引导能够产生稳固的电流波信号。
[0005]该问题通过一种具有换向器的换向器马达来解决，所述换向器具有位于与配属的电刷滑动接触的集电器工作面上的集电器。至少一个电刷布置在配属的电刷支架中。所述电刷支架具有至少一个沿集电器的径向定向的导向接片，所述导向接片啮合到至少一个设置在至少一个电刷上的导向槽中。
[0006]本发明因此以简单的方式和方法实现了在电刷支架中的电刷的基本上无间隙的引导进而提供了一种换向器马达，其中在运行中确保产生了最小电流波信号，所述最小电流波信号适用于可靠地并且精确地确定配属的转子的旋转位置。
[0007]优选地,所述电刷支架具有两个横向的导向面，所述导向面至少通过一支承面相互连接，设置所述支承面以支承至少一个电刷并且在所述支承面上构造有至少一个沿所述集电器的径向定向的第一导向接片。
[0008]因此可以提供一种用于电刷支架中的电刷的稳定而运行可靠的支承。
[0009]根据一种实施方式，所述支承面具有渗透开口。
[0010]本发明因此实现了电刷支架的简化的制造，所述电刷支架在这种情况下可以特别地通过利用无活门的注塑工具进行的注塑成型构造为注塑件。
[0011]优选地，两个横向的导向面通过至少一个与所述支承面对置的连接接片相互连接，在所述连接接片上构造有至少一个沿所述集电器的径向定向的第二导向接片。
[0012]因此可以实现在电刷支架中的电刷的附加地改进的并且更加稳固的引导。
[0013]根据一种实施方式，所述电刷支架配备有至少一个弹簧元件，所述弹簧元件用于在所述电刷支架中利用预先设定的第一弹力压紧至少一个电刷，其中所述弹簧元件至少部分地啮合到至少一个设置在至少一个电刷上的导向槽中。
[0014]因此可以通过简单的方式和方法防止电刷从电刷支架中滑脱(Ausrutschen)。
[0015]优选地，构造至少一个弹簧元件以便利用沿集电器的方向预先设定的第二弹力加载至少一个电刷。
[0016]因此可以提供一种换向器马达，其中既可以在新状态下也可以在电刷的使用寿命期间实现基本上恒定的电刷推力进而实现在集电器上基本上恒定的电刷压紧力。
[0017]根据一种实施方式，至少一个弹簧元件具有至少一个切向于所述集电器定向的弹簧体。
[0018]本发明因此提供了一种稳固而且稳定的弹簧元件，利用所述弹簧元件可以安全而且可靠地实现基本上恒定的电刷推力进而实现集电器上的电刷的基本上恒定的电刷压紧力。
[0019]在至少一个弹簧体上设置第一弹簧臂以及第二弹簧臂，所述第一弹簧臂用于利用预先设定的第一弹力加载至少一个电刷并且所述第二弹簧臂用于利用预先设定的第二弹力加载至少一个电刷。
[0020]因此可以提供一种并不复杂的并且成本低廉的弹簧元件。
[0021]至少一个电刷优选在朝向所述第二弹簧臂的轴向端部上具有用于至少部分地容纳所述第二弹簧臂的容纳槽。
[0022]因此，由所述第二弹簧臂产生的电刷推力可以安全地并且可靠地传递到至少一个电刷上。
[0023]在开头提及的问题也通过一种具有换向器马达的驱动装置来解决，所述换向器马达具有换向器，所述换向器具有位于与配属的电刷滑动接触的集电器工作面上的集电器。至少一个电刷布置在配属的电刷支架中。所述电刷支架具有至少一个沿集电器的径向定向的导向接片，所述导向接片啮合到至少一个设置在至少一个电刷上的导向槽中。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]根据在附图中示出的实施例在接下来的说明书中对本发明进行详细阐释。附图示出:
图1示出了根据一种实施方式的、具有换向器马达和电刷支座的驱动装置的部分剖开的俯视图；
图2示出了具有换向器以及图1所示的电刷支座的结构的透视图，在所述电刷支座上构造有两个根据第一实施方式构造的电刷支架，配属的电刷布置在所述电刷支架中；
图3示出了图2所示的结构的俯视图；以及
图4示出了具有图1所示的换向器以及两个根据第二实施方式构造的电刷支架的结构的透视图，图2和图3所示的电刷布置在所述电刷支架中。【具体实施方式】
[0025]图1示出了一种示例性的驱动装置100,所述驱动装置如图所示具有驱动马达110以及与所述驱动马达耦合的转换机构120。所述驱动装置100优选用作机动车中的电动车窗玻璃升降器的驱动装置。然而需要指出的是，所述驱动装置100并不限于用于车窗玻璃升降器，而是可以用于多个不同的伺服驱动装置。例如所述装置100可以替代地用于用于座椅调节器的伺服驱动装置。
[0026]可以如此控制或者调节所述驱动马达100，从而关于期望的转动速度既可以实现可逆操作还可以实现预先设定。示例性地，所述驱动马达110配备有马达壳体112，所述马达壳体具有固定法兰109。所述转换机构120示例性地配备有传动装置壳体178，所述传动装置壳体具有固定部段179。所述马达壳体108的固定法兰109如图所示固定在传动装置壳体178的固定部段179上，例如通过旋紧，铆接，焊接，粘接或者通过其他任意方式和方法进行固定。
[0027]如图所示，所述驱动马达110根据换向器马达的样式构造，所述换向器马达示例性地具有不可径向和轴向移动地布置在所述马达壳体112中的定子150，所述定子例如具有永磁体152、154。在所述定子150的内部布置有设有至少一个绕组162的转子160，所述转子示例性地具有不可轴向移动的转子轴122，所述转子轴如图所示可转动地支承在配属的滚动轴承126、128中。
[0028]所述转子轴122如图所示具有螺纹部段123，构造所述螺纹部段以驱动转换装置120。该螺纹部段示例性地啮合到配属于转换装置120的驱动元件170的外齿部175中，从而与从动元件195稱合,所述从动元件如图所示具有从动外齿部190。该从动外齿部例如与在机动车中的相应的电动车窗玻璃升降器的有待操作的连杆耦合，以便转动地驱动该连杆。
[0029]根据一种实施方式设置用于使所述换向器马达110的换向的换向装置200，通过所述换向装置如此给转子160的绕组162供电，从而可以引起转子160或者转子轴122沿任意转动方向上的转动。所述换向装置200如图所示具有设有集电器280的换向器以及例如构造为注塑件的电刷支座210，在所述电刷支座上布置有至少一个电刷250、以及优选布置有两个或多个电刷。所述集电器280例如通过柔性的导线164可导电地与所述绕组162连接，从而合适的马达电流可以通过电刷250和集电器280输送给所述绕组。
[0030]然而需要指出的是，由现有技术充分已知所述驱动装置100的原理上的工作方式以及构造。因此为了简短地进行说明省略了对所述驱动装置100的进一步说明。
[0031]图2示出了图1所示的根据第一实施方式构造的换向装置200，所述换向装置具有图1所示的具有集电器280的换向器270以及配属的电刷支座210。所述换向器270如图所示具有例如构造为注塑件的支座275，在所述支座上构造至少基本上位于中心的、用于渗透图1所示的转子轴122的开口 299，其中所述转子轴122不可相对转动地固定在支座275上。所述集电器280布置在所述支座275的外圆周上。所述集电器如图所示具有多个环形地布置以及固定在支座275上的摩擦片(Lamellen),所述摩擦片在其外圆周上构造有集电器工作面289。为了附图的简洁和清晰，仅仅四个该摩擦片以附图标记281，283、285、287标识。在所述集电器工作面289上，具有图1所示的电刷250以及如图所示具有另一个电刷290的集电器280提供形成通过电导线255、295输送合适的马达电流到电刷250、290中，再从电刷250、290到集电器280，再从集电器280到图1所示的用于给图1中的换向器马达110供电的绕组的滑动接触。然而需要指出的是，由现有技术充分已知一种合适的换向器的工作方式。因此为了说明书的简洁而省略了对换向器270的工作方式的详细说明。
[0032]优选地，电刷250、290中的至少一个具有含碳材料并且例如根据碳刷的样式构造。因此所述电刷250、290接下来也被称作“碳刷”。所述碳刷250、290布置在配属的电刷支架220、240中并且具有各一个在1.8mm至3.0mm的范围内的电刷宽度。
[0033]如图所示，所述电刷支架220、240根据具有用于容纳和引导所述碳刷250或290的滑槽引导部的筒的样式构造，以便使得碳刷如上所述在集电器工作面289上与所述摩擦片281、283、285、287滑动接触。对此，所述电刷支架220、240优选地构造为能够无传感器控制(SLC)，以便因此实现图1所示的换向器马达110的无传感器的控制。为此，所述电刷支架220、240在电刷支座210上如此构造，从而其使得碳刷250或290相互之间以预先设定的电刷角度布置。所述电刷角度如图所示为大约180度，以便在运行图1所示的换向器马达110时产生适用于图1所示的转子160的位置探测或旋转位置探测的换向电流波动。
[0034]电刷支架220、240示例性地配备有各一个螺栓状的固定元件222或292。该固定螺栓222、292如下所述用于固定或用于支承弹簧元件260或292。
[0035]然而需要指出的是，所述电刷支架220、240，弹簧元件260、294以及碳刷250、290优选分别具有一至少基本上相应的结构进而具有至少基本上相一致的功能，其中在允许的公差范围内的偏差是可能的，从而接下来为了说明书的简要和简单，仅仅对电刷支架220，配属于该电刷支架的弹簧元件260以及配属于电刷支架220的碳刷250进行详细说明。
[0036]根据一种实施方式，所述电刷支架220与所述电刷支座210 —体地构造并且具有两个横向的导向面223、225，所述导向面至少通过一支承面221相互连接。对此,所述横向的导向面223、225如图所示垂直于支承面221布置，然而可以替代于此地以任意角度相对于支承面221布置。示例性地，导向突起233构造在导向面223上并且导向突起235构造在导向面225上。所述支承面221用于支承所述碳刷250并且具有至少一个沿着集电器280的径向方向定向的第一导向接片231。此外，所述两个横向的导向面223、225如图所示通过至少一个与支承面221对置的连接接片227相互连接。在所述连接接片227上例如构造至少一个沿所述集电器280的径向定向的第二导向接片。
[0037]所述导向接片231、237优选构造用于至少基本上无间隙地引导所述碳刷250，其中在预先设定的公差内的间隙是可以被允许的。为此在所述碳刷250上如图所示构造用于在导向接片231上进行引导或者用于容纳所述导向接片231的第一导向槽252以及用于在导向接片237上进行引导或者用于容纳所述导向接片237的第二导向槽254。此外，所述碳刷250在背离所述集电器280的轴向端部251上如图所示具有可选的容纳槽256。所述容纳槽用于至少部分地容纳弹簧元件260的支脚或者弹簧臂262。
[0038]所述弹簧元件260示例性地按照压力弹簧的样式构造并且因此接下来也被称作“碳压紧弹簧”。所述碳压紧弹簧260至少构造用于加载所述具有预先设定的、接下来也被称作“推力”的沿集电器280方向的弹力的碳刷250，以便在那里确保所述碳刷250的必需的压紧力。此外，可以构造所述碳压紧弹簧260以利用预先设定的、接下来也被称作“压紧力”的弹力在电刷支架220中压紧碳刷250，以便防止电刷250从电刷支架220中滑脱，其中所述碳压紧弹簧260如下所述至少部分地啮合到所述碳刷250的导向槽254中。[0039]根据一种实施方式，所述碳压紧弹簧260根据支脚弹簧的样式设计并且具有至少一个例如切向于所述集电器280定向的、例如螺旋状地构造的弹簧体265，所述弹簧体如图所示保持或固定在固定螺栓222上。在所述弹簧体265上模制或与所述弹簧体265 —体地构造例如用于以推力加载所述碳刷250的支脚或弹簧臂262以及另一个用于以压紧力(Niederhaltekraft)加载所述碳刷250的支脚或弹簧臂264。如图所示,所述弹簧臂262如上所述啮合到碳刷250的可选的容纳槽256中并且所述弹簧臂264如上所述啮合到碳刷250的导向槽254中。
[0040]需要指出的是，所述碳压紧弹簧260的具有推力-压紧力功能分离的一体的设计方案仅仅具有示例性的特征并且不能理解为对本发明的限定。所述碳压紧弹簧更确切地说也可以多部件地设计，其中一个或多个配属的组件可以用于每种功能。
[0041]在电刷支座210上示例性地安装碳刷250时，所述碳刷250首先利用其与轴向端部251对置的轴向端部如此定位在电刷支架220的支承面221上，从而所述支承面221的导向接片231啮合到碳刷250的导向槽252中。之后碳刷250从导向凸起233、235下面穿过朝向集电器280推移到电刷支架220中，其中在导向接片231上敷设导向槽252，直到构造在连接接片227上的导向接片237啮合到碳刷250的导向槽254中并且所述碳刷250贴靠在集电器280上。之后，将碳压紧弹簧260的弹簧臂262朝向轴向端部251安放或者插入到可选的容纳槽256中，并且将弹簧臂264安放或者插入到导向槽254中。然而需要指出的是，所述弹簧臂262、264已经可以在将碳刷250推入到电刷支架220中时啮合到槽256或者254中，以便因此确保正确地推入碳刷250。
[0042]图3示出了图2所示的、具有电刷支座210的换向装置200，所述电刷支座用于通过碳刷250、290清楚地说明集电器280的示例性的接触。此外在图2中示出了一种示例性的、可选地构造在支承面221上的渗透开口 297。所述渗透开口用于在制造优选构造为一体的注塑件的电刷支座210时，例如通过注塑装置能够实现所谓的开关注塑工具(Auf-Zu-Spritzgusswerkzeug)的应用、也就是说无滑阀的注塑工具的应用。因此电刷支架220、240能够如此构造在所述电刷支架210上，从而例如预先设定的电刷角度的最大角度偏差能够达到小于0.5度。
[0043]然而需要指出的是，渗透开口 297仅仅为了图2中更好的可见性而相对较大面积地构造并且至少基本上几乎完全包括支承面221地构造。这种构造然而仅仅具有示例性的特征并且不能理解为对本发明的限定。所述构造更确切地说既可以在没有渗透开口 297的情况下也可以利用具有改变了的位置和改变了的尺寸的渗透开口来实现。例如所述渗透开口 297可以只在连接接片297的区域中利用相应减小的尺寸构造在支承面221上。
[0044]图4示出了根据第二实施方式构造的换向装置400，所述换向装置具有图1所示的带有集电器280的换向器270以及配属的电刷支架420、440，在所述电刷支架上布置有图2和图3所示的碳刷250或者290以及碳压紧弹簧460或494。为了附图的清楚和简单在这里省略了具有如图2中那样的配属的固定螺栓的完整的电刷支座的示图。此外需要指出的是，所述电刷支架420、440以及所述碳压紧弹簧460、494优选具有各一个至少基本上相一致的构造，其中在允许的公差范围内的偏差是可能的，从而接下来为了说明书的简单和简洁仅仅详细说明电刷支架420和配属于所述电刷支架420的碳压紧弹簧460。另外需要指出的是，电刷支架420、440以及碳压紧弹簧460、494的功能与图2所示的电刷支架220、240以及碳压紧弹簧260、294的功能一致，从而接下来为了说明书的简洁而省略了对该功能的详细说明。
[0045]根据一种实施方式，电刷支架420具有两个横向的导向部段423、425，所述导向部段至少通过一支承面421相互连接。在这种情况下，所述横向的导向部段423、425如图所示垂直于支承面421布置，然而替代于此能够以任意角度相对于支承面421布置。支承面421用于支承碳刷250并且具有至少一个沿集电器280的径向定向的第一导向接片431。此外在每个横向的导向部段423、425上大约在碳刷250的轴向端部251的区域中如图所示构造有翻转的L形的导向件428或429，其中所述导向件428示例性地构造有导向突起433并且所述导向件429示例性地构造有导向突起435。此外，所述两个横向的导向部段423、425如图所示通过至少一个与支承面421对置的连接接片427相互连接，在所述连接接片上示例性地构造至少一个沿所述集电器280的径向定向的第二导向接片437。
[0046]优选一体的碳压紧弹簧460示例性地具有至少一个切向于集电器280定向并且例如螺旋状地构造的第一弹簧体461，在所述第一弹簧体上如图所示构造用于利用配属的推力加载碳刷250的支脚或弹簧臂。此外，在所述弹簧体461上如图所示布置有例如螺旋状地构造的第二弹簧体463，所述第二弹簧体同样示例性地切向于集电器280构造并且此外大约垂直于所述第一弹簧体461构造。在所述第二弹簧体463上,根据一种实施方式构造另一个用于利用配属的压紧力加载碳刷250的支脚或弹簧臂464。
【权利要求】
1.换向器马达(110)，其具有换向器(270)，所述换向器具有位于与配属的电刷(250、290)滑动接触的集电器工作面(289)上的集电器(280)，其中至少一个电刷(250)布置在配属的电刷支架(220)中，其特征在于，所述电刷支架(220)具有至少一个沿集电器(280)的径向定向的导向接片(231、237)，所述导向接片啮合到至少一个设置在至少一个电刷(250)上的导向槽(252、254)中。
2.根据权利要求1所述的换向器马达，其特征在于，所述电刷支架(220)具有两个横向的导向面(223、225)，所述导向面至少通过一支承面(221)相互连接，设置所述支承面以支承至少一个电刷(250)并且在所述支承面上构造有至少一个沿所述集电器(280)的径向定向的第一导向接片(231)。
3.根据权利要求2所述的换向器马达，其特征在于，所述支承面(221)具有渗透开口(297)。
4.根据权利要求2或3所述的换向器马达，其特征在于，所述两个横向的导向面(223，225)通过至少一个与所述支承面(221)对置的连接接片(227)相互连接，在所述连接接片上构造有至少一个沿所述集电器(280)的径向定向的第二导向接片(237)。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的换向器马达，其特征在于，所述电刷支架(220)配备有至少一个弹簧元件(260)，所述弹簧元件用于在所述电刷支架(220)中利用预先设定的第一弹力压紧至少一个电刷(250)，其中所述弹簧元件(260)至少部分地啮合到至少一个设置在至少一个电刷(250)上的导向槽(254)中。
6.根据权利要求5所述的换向器马达，其特征在于，构造至少一个弹簧元件(260)以利用沿集电器(280)的方向预先设定的第二弹力加载至少一个电刷(250)。
7.根据权利要求5或6所述的换向器马达，其特征在于，至少一个弹簧元件(260)具有至少一个切向于所述集电器(280 )定向的弹簧体(265 )。
8.根据权利要求7所述的换向器马达，其特征在于，在至少一个弹簧体(265)上设置第一弹簧臂(264)以及第二弹簧臂(262)，所述第一弹簧臂用于利用预先设定的第一弹力加载至少一个电刷(250)并且所述第二弹簧臂用于利用预先设定的第二弹力加载至少一个电刷(250)。
9.根据权利要求8所述的换向器马达，其特征在于，至少一个电刷(250)在朝向所述第二弹簧臂(262)的轴向端部(251)上具有用于至少部分地容纳所述第二弹簧臂(262)的容纳槽(256)。
10.驱动装置(100)，其具有换向器马达(110)，所述换向器马达具有换向器(270)，所述换向器具有位于与配属的电刷(250、290 )滑动接触的集电器工作面(289 )上的集电器(280 )，其中至少一个电刷(250 )布置在配属的电刷支架(220 )中，其特征在于，所述电刷支架(220)具有至少一个沿所述集电器(280)的径向定向的导向接片(231、237)，所述导向接片啮合到至少一个设置在至少一个电刷(250)上的导向槽(252、254)中。
【文档编号】H01R39/41GK103999300SQ201280063814
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2011年12月23日
【发明者】L-D.安丁 申请人:罗伯特·博世有限公司